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键合固定相

发布时间:2016-03-11 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:763

将有机官能团通过化学反应共价键合到硅胶表面的游离经基上而形成的固定相称为化学键合相。在HPLC分离检测中,化学键合固定相应用最为广泛。这类固定相有如下特点:表面没有液坑,比一般液体固定相传质快得多;无固定液流失,增加了色谱柱的稳定性和寿命;有利于梯度洗脱,也有利于配用灵敏的检测器和馏分的收集;可以键合不同官能团,能灵活地改变选择性,应用于多种色谱类型及样品的分析。

(1)键合相的性质

目前,化学键合相广泛采用微粒多孔硅胶为基体,用烷烃二甲基氯硅烷或烷氧基硅烷与硅胶表面的游离硅醇基反应,形成Si-O-Si-C键形的单分子膜而制得。由于空间位阻效应(不可能将较大的有机官能团键合到全部硅醇基上)和其他因素的影响,使得大约有40%-50%的硅醇基未反应。

残余的硅醇基对键合相的性能有很大影响,特别是对非极性键合相,它可以减小键合相表面的疏水性,对极性溶质(特别是碱性化合物)产生次级化学吸附,从而使保留机制复杂化(使溶质在两相间的平衡速度减慢,降低了键合相填料的稳定性。结果使碱性组分的峰形拖尾)。为尽量减少残余硅醇基,一般在键合反应后,要用三甲基氯硅烷(TMCS)等进行钝化处理,称封端(或称封尾、封顶,end-capping),以提高键合相的稳定性。另一方面,也有些ODS填料是不封尾的,以使其与水系流动相有更好的“湿润”性能。

pH对以硅胶为基质的键合相的稳定性有很大的影响,一般来说,硅胶键合相应在pH2-8的介质中使用。

(2)键合相的种类

化学键合相按键合官能团的极性分为极性和非极性键合相两种。

常用的极性键合相主要有氰基(-CN)、氨基(-NH2)和二醇基(DIOL)键合相。极性键合相常用作正相色谱,混合物在极性键合相上的分离主要是基于极性键合基团与溶质分子间的氢键作用,极性强的组分保留值较大。

常用的非极性键合相主要有各种烷基(Cl-C18)和苯基、苯甲基等,以C18应用最广。非极性键合相的烷基链长对样品容量、溶质的保留值和分离选择性都有影响,一般来说,样品容量随烷基链长增加而增大,且长链烷基可使溶质的保留值增大,并常常可改善分离的选择性;但短链烷基键合相具有较高的覆盖度,分离极性化合物时可得到对称性较好的色谱峰。苯基键合相与短链烷基键合相的性质相似。

另外C18柱稳定性较高,这是由于长的烷基链保护了硅胶基质的缘故,但C18基团空间体积较大,使有效孔径变小,分离大分子化合物时柱效较低。

(3)固定相的选择

分离中等极性和极性较强的化合物可选择极性键合相。氰基键合相对双键异构体或含双键数不等的环状化合物的分离有较好的选择性。氨基键合相具有较强的氢键结合能力,对某些多官能团化合物如甾体、强心苷等有较好的分离能力;氨基键合相上的氨基能与糖类分子中的羟基产生选择性相互作用,故广泛用于单糖、双糖及多糖的分离。应注意到氨基可与醛、酮的淡基反应生成Schiff碱,因此不能用氨基柱去分析含淡基的化合物(如甾酮、还原糖等),而且分离时使用的流动相中也不能含有羰基化合物(如丙酮)。二醇基键合相适用于分离有机酸、街体和蛋白质。

分离非极性和极性较弱的化合物可选择非极性键合相。ODS(octadecylsi-lane)是应用最为广泛的非极性键合相,它对各种类型的化合物都有很强的适应能力。溶质的分离是以它们的疏水结构差异为依据的,溶质的极性越弱,疏水性越强,保留值越大。根据疏溶剂理论,溶质的保留值与其分子中非极性部分的总表面积有关,其与烷基键合固定相接触的面积越大,保留值也越大。烷基的疏水特性和溶质的保留值都随烷基碳链长度的增加而增大。此外,色谱柱的选择性,即随烷基碳链的加长而对溶质分离的选择性增大。短链烷基键合相能用于极性化合物的分离,而苯基键合相适用于分离芳香化合物。

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